COUPE CABLE HYDRAULIQUE

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1 DALMIERES Antoine SOCHARD Pierre (rédacteur) 1A2 UEC 0Ca Module 1 Projet 1 COUPE CABLE HYDRAULIQUE 1

2 Sommaire 1. Présentation du système 1.1. Fonctionnement du système 1.2. Schématisation du système Schéma cinématique architectural Schéma hydraulique 2. Analyse fonctionnelle 2.1. Diagrammes FAST La fonction couper un câble La fonction cisailler un câble 2.2. Analyse fonctionnelle Expression du besoin Diagramme des interactions 3. Annexes Annexe 1 : Nomenclature 2

3 1. Présentation du système 1.1. Fonctionnement du système Le système étudié est un outil à couper les câbles par cisaillement. Le principe revient à refermer deux lames sur l objet à couper. Ces deux lames sont manœuvrées par un piston s appuyant sur un fluide hydraulique, sans doute à huile. Le fluide est injecté dans le vérin par l intermédiaire d une pompe à commande manuelle dont le fonctionnement s apparente à celui d un cric hydraulique. L ouverture des lames de ce coupe câble est commandée par une gâchette permettant de libérer la pression dans le vérin et par le recul du piston provoqué par le ressort de rappel Schématisation du système Schéma cinématique architectural Le coupe câble sera schématisé dans une seule vue plane de part sa symétrie du point de vue cinématique. Seules les liaisons tenant un rôle dans la cinématique du systèmes seront représentées, ainsi certaines parties du système hydraulique ne seront pas représentées car ne présentant pas d intérêt ici. Ce schéma cinématique permet de visualiser le fonctionnement général du coupe câble, il s agit d une première approche du système étudié, indispensable à sa compréhension Figure 1: Schéma cinématique architectural 3

4 Schéma hydraulique Sur ce schéma, le distributeur 2-2 à commande manuelle par levier représente la gâchette permettant l ouverture des lames. Et la pompe manuelle est ici modélisée par un «vérin» à commande manuelle par levier. Lorsque le piston de la pompe sort de son cylindre, le fluide est aspiré à partir du réservoir, le clapet anti-retour liant la pompe au vérin étant alors bloqué. Ensuite, lorsque le piston rentre, le clapet situé entre le réservoir et la pompe est bloqué et le fluide est alors injecté dans le vérin. On peut noter que les deux pistons n ont pas la même section, donc ce dispositif amplifiera la force appliquée sur le piston de la pompe. Figure 2: Schéma hydraulique 4

5 2. Analyse fonctionnelle 2.1. Diagrammes FAST La fonction couper un câble Usiner localement Usiner à l outil Usiner par abrasion Sciage Tronçonneuse à disque Coupe au jet d eau Coupe au chalumeau Enlever de la matière Fondre localement Coupe au laser Coupe au plasma Electroérosion Couper un câble Détruire localement la matière Coupe chimique Coupe au fil Corrosion sous contrainte Rapprocher deux lames Cisaille Epuiser la résistance du matériau Déformer plastiquement jusqu à rupture Déplacer rapidement une lame Guillotine Couteau tournant Fragiliser par le froid Coupe cryogénique Figure 3: FAST de la fonction couper un câble Remarques : 5

6 Le diagramme FAST permet de trouver toutes les réponses possibles à un besoin, ici couper un câble. Ce diagramme possède la particularité de ne comporter que des liaisons «OU», c est à dire que dans chaque «colonne» représentée une seule solution est nécessaire. La dernière colonne est une liste de tous les procédés utilisables pour répondre au besoin initial, parmi toutes ces réponses nous retenons celle de la cisaille puisqu il s agit du procédé mis en œuvre dans le système étudié. Le cheminement à l intérieur du diagramme FAST permettant d arriver à la cisaille est encadré en gras. 6

7 La fonction cisailler un câble Cisailler un câble Positionner le système par rapport au câble Maintenir la position du système par rapport au câble Transmettre au câble et adapter l énergie humaine Rapprocher les lames jusqu à la coupure du câble Ecarter les lames pour retrouver la configuration initiale Figure 4 : FAST de la fonction cisailler un câble Remarques : Sur le coupe câble étudié, la fonction positionner le système par rapport au câble est réalisé par un appui de l objet à couper sur le corps du coupe câble. Le maintien en position du système par rapport au câble est assuré par l effort des lames sur le câble, lequel tend à plaquer le câble contre son appui Analyse fonctionnelle Expression du besoin A qui rend-t-il service? A l entreprise le mettant en œuvre Sur quoi agit-il? Sur des objets difficiles à couper. Pour faire quoi? Pour couper un objet en utilisant l énergie humaine. Dans quel but? Pour mettre l objet à la bonne longueur. Pourquoi? Afin de diminuer le temps de coupe et les risque d accident du travail. Quand? Jour, nuit, situations normales et d urgence. Où? En intérieur et extérieur, intempéries. 7

8 Diagramme des interactions Utilisateur Câble FC1-1 FS1-1, FS1-2, FS1-3, FS1-4, FS1-5 Ambiance FC1-4 Coupe câble hydraulique FC1-2 Personnes proches FC1-3 Lieu d utilisation Figure 5 : Diagramme des interactions 8

9 Repères Enoncés fonctionnels Critères Niveaux Poids total du coupe câble. <70N Angle maximum 180 d ouverture des lames. Aider l utilisateur à positionner Diamètre maximum de 20mm FS1-1 le coupe câble par rapport au l objet à couper. câble. Dimension des zones de 20<d<40mm préhension. 100< l <150mm Ecartement maximum des 600mm poignés. FS1-2 FS1-3 FS1-4 FS1-5 FC1-1 FC1-2 FC1-3 FC1-4 Aider l utilisateur à maintenir en position le coupe câble par rapport à l objet à couper. Transmettre au câble et adapter l énergie humaine. Rapprocher les lames jusqu à coupure complète de l objet. Ramener le coupe câble dans sa configuration initiale. Ne pas agresser l opérateur. Ne pas agresser les humains proches. Ne pas endommager ou polluer le lieu d utilisation. Ne pas être affecté par les conditions d ambiance. Effort spécifique de maintient du coupe câble par rapport à l objet à couper. Effort maximum à exercer par l utilisateur pour couper l objet. Effort maximum de coupe exercé par les lames pour couper l objet. Nombre maximum de coups de pompe à donner pour couper complètement le câble. Durée du retour à la configuration initiale. Effort à exercer pour le retour en position initiale Masse du coupe câble opérationnel. Possibilité de placer des parties du corps dans des parties dangereuse. Possibilité de placer des parties du corps dans des parties dangereuse. Risque de projection Echappement de lubrifiant Température de service. Possibilité de fonctionnement en milieu humide. Possibilité de fonctionnement immergé. <70N 250N <30s 0N <7kg Aucune Aucune Aucun <1g/an -20<T<50 C Oui. Oui. 9

10 3. Annexes Annexe 1 : nomenclature 29 Tige 1 C35 28 Axe 1 C35 27 Ressort 2 C60 26 Joint torique 2 NBR 25 Joint plat 1 24 Anneau élastique 4 C75 Phosphaté 23 Axe d'articulation 2 C45 0,03 22 Joint torique 2 NBR 21 Porte joint 1 C35 0,03 20 Joint racleur 1 NBR 19 Anneau élastique 8 C75 Phosphaté 18 Axe d'articulation 4 C45 0,02 17 Entretoise 4 C35 16 Rondelle plate 2 C35 15 Ecrou auto freiné 2 14 Axe d'articulation 2 C45 0,07 13 Rondelle 1 C35 12 Ressort de rappel 1 C85 0,09 11 Gâchette 1 S235 Plié 10 Bille du clapet 2 100Cr6 9 Cylindre 1 C35 0,03 8 Piston de pompe 1 16CrMn15 Cémentation+TH 860 C+R200 C 0,04 7' Levier inférieur 1 C35 0,47 7 Levier supérieur 1 C35 0,48 6 Piston de vérin 1 C35 0,36 5 Nez de vérin 1 C45 0,09 4 Bielle 4 C35 0,02 3 Corps 1 C35 Forgé 2,04 2 Lame 2 16CrMn15 Cémentation+TH 860 C+R200 C 0,12 1 Câble 1 Repère Désignation Nombre Matière Traitement Masse (kg) 10